Germanium

Eigenschaften
[Ar] 3d10 4s2 4p2 32Ge Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Germanium, Ge, 32
Elementkategorie	Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block	14, 4, p
Aussehen	gräulich weiß
CAS-Nummer	7440-56-4
EG-Nummer	231-164-3
ECHA-InfoCard	100.028.331
Massenanteil an der Erdhülle	5,6 ppm (46. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	72,630(8)[3] u
Atomradius (berechnet)	125 (125) pm
Kovalenter Radius	122 pm
Van-der-Waals-Radius	211[4] pm
Elektronenkonfiguration	[Ar] 3d10 4s2 4p2
1. Ionisierungsenergie	7.899435(12) eV[5] ≈ 762.18 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie	15.934610(25) eV[5] ≈ 1537.46 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie	34.0576(12) eV[5] ≈ 3286.1 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie	45.7155(12) eV[5] ≈ 4410.9 kJ/mol[6]
5. Ionisierungsenergie	90.500(19) eV[5] ≈ 8732 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	fest
Kristallstruktur	Diamantstruktur
Dichte	5,323 g/cm3 (20 °C)[7]
Mohshärte	6,0
Magnetismus	diamagnetisch (χm = −7,1 · 10−5)[8]
Schmelzpunkt	1211,4 K (938,3 °C)
Siedepunkt	3106 K[9] (2830 °C)
Molares Volumen	13,63 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	330 kJ·mol−1[9]
Schmelzenthalpie	31,8 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	5400 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität	308,3[1] J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit	5,0 eV[10]
Elektrische Leitfähigkeit	(Eigenleitung) 2 S·m−1 bei 300 K
Wärmeleitfähigkeit	60 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände	−4, 2, 4
Normalpotential	0,247 V (Ge2+ + 2 e− → Ge)
Elektronegativität	2,01 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 68Ge {syn.} 270,8 d ε 0,106 68Ga 69Ge {syn.} 39,05 h ε 2,227 69Ga 70Ge 20,5 % Stabil 71Ge {syn.} 11,43 d ε 0,229 71Ga 72Ge 27,4 % Stabil 73Ge 7,8 % Stabil 74Ge 36,5 % Stabil 75Ge {syn.} 82,78 min β− 1,177 75As 76Ge 7,44 % (1.84+0.14−0.10) · 1021 a[11] β−β− 76Se 77Ge {syn.} 11,30 h β− 2,702 77As
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[12] Pulver Gefahr H- und P-Sätze H: 228 P: 210[12]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Germanium (von lateinisch Germania ‚Deutschland‘, nach dem Land, in dem es zuerst gefunden wurde^[13]) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ge und der Ordnungszahl 32. Im Periodensystem steht es in der 4. Periode und in der 4. Hauptgruppe (14. IUPAC-Gruppe, p-Block und Kohlenstoffgruppe). Es wurde erstmals 1886 im Mineral Argyrodit nachgewiesen.^[14]

Germanium ist ein glänzend graues, hartes, sprödes Halbmetall (manchmal wird es noch zu den Metallen gezählt). Es ist auf der Erde weit verbreitet, kommt aber meistens nur in geringen Konzentrationen vor. Der größte Produzent von Germanium ist China. Germanium wird hauptsächlich als Halbleiter in der Elektronik verwendet, doch es gibt auch einige Anwendungen in der Medizin. Es ist keine biologische Funktion von Germanium bekannt.

1. ↑ ^{a b} Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Germanium) entnommen.
3. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
4. ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
5. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu germanium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu germanium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
7. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 482.
8. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-142 – 4-147. Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
9. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
10. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
11. ↑ J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 40 (2013) 035110, doi:10.1088/0954-3899/40/3/035110
12. ↑ ^{a b} Eintrag zu Germanium, Pulver in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
13. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Brunck_1906.
14. ↑ Klaus Volke: Clemens Winkler– zum 100. Todestag. In: Chemie in unserer Zeit. Band 38, Nr. 5, Oktober 2004, S. 360, doi:10.1002/ciuz.200490078.